KORJUUMENETELMÄKOKEITA MAKE R 1-MON ITOIMI KONEILLA MÄNNIKÖN ENSIHARVENNUKSESSA

Transkriptio

1 4/1982 KORJUUMENETELMÄKOKEITA MAKE R 1-MON ITOIMI KONEILLA MÄNNIKÖN ENSIHARVENNUKSESSA Harri Rumpunen TUTKIMUSAINEISTO Leimikko Tutkimus on osa kauppa- ja teollisuusministeriön rahoittamaa projektia "Energiapuun korjuu teollisuuspuun korjuun yhteydessä". Projektin yksityiskohtaiset tulokset julkaistaan kokonaisuudessaan myöhemmin. Makeri 33 T - korjuukoneet osoittautuivat teknisesti ensiharvennuksiin hyvin soveltuviksi ja kustannuksiltaan kilpailukykyisiksi. Sekä harvesterille että kaato- kasauskoneelle voidaan kehittää korjuumenetelmiä JOssa oksista ja latvuksista saatavaa lisäraakaainetta otetaan talteen teollisuuspuun korjuun yhteydessä. Koneiden kasvatettavalle puustolle aiheuttamien korjuuvaurioiden määrä jäi vähäiseksi 1.? %: ksi runkoluvusta. Kokeiltuja korjuumenetelmiä edelleen kehitettäessä on syytä kiinnittää huomio metsäkuljetuksen tuottavuuteen jota voidaan parantaa suurentamalla hakkuussa kasan kokoa. Tutkimuksen yhdeksi kohteeksi valittiin enslharvennus siitä saatavan suhteel lisen suuren lisäraaka-aineosuuden vuoksi. Korjuumenetelmäkokeiden tavoitteena oli löytää pienpuustolle käyttökelpoisia koneellisia korjuumenetelmiä, joissa lähinnä energiakäyttöön menevän lisäraaka-aineen talteensaanti voitaisiin toteuttaa korjuuteknisesti tyydy ttävällä tavalla ja vaihtoehtoisiin tavaralaj imenetelmiin verrattuna kilpailukykyisin kustannuksin. Lisäksi haluttiin selvittää, voidaanko tutkituilla koneilla parantaa tavaralajeina korjaten leimikkotyypin yleisesti huonoa korjuun kannattavuutta. Tutkimus tehtiin syyskuussa 1981 Pellos Oy : n työmaalla Mäntyharjulla. Me tsikkö oli noin 30 vuotta vanha kylvömännikkö, joka oli osittain uudistunut myös luontaisesti. Se oli puustoltaan sekä tiheydeltään varsin tasaista. Paistettavien puiden yksilöinuin suorittivat hakkuumies ja vastaavasti Makerin kul jettaja työnjohdon ohjeiden mukaan. Tutkimuspalstat olivat metsäkuljetuksen maastoluokituksen mukaan paaasiassa luokkaa 1, kaltevuuden ja pintakivisyyden vuoksi paikoitellen kuitenkin selvästi luokkaa 2. Tutkimusaineisto käsitti kaikkiaan 888 runkoa. TAULUKKO 1 Tutkimusleimikon puustotiedot Puusto Runkoa/ha % 100 Lähtöpuusto Poistettu puusto - palstalta - ajourilta Kasvatettava puusto *) *)Ajourilta poistetusta puustosta noin neljännes tuli varsinaisten ajourien välisiltä yhteysurilta, joiden osuus uraverkostosta oli pienten tutkimuspalstojen vuoksi keskimääräistä suurempi Poistetun puuston keskiläpimitta rinnantasalta oli cm, keskipituus 10 m ja keskimääräine kuu7iosisl tö 44 dm3 (ainespuuna) eli 70 dm oks1sta Ja latvuksista tuleva lisäraaka-aine mukaan otettuna. Korjuukertymä oli m3 /ha a inespuuna ja 84 m3 /ha kokopuuna. Lisäraaka-aineen määrä oli siten ainespuukertymästä. Poistetun puuston läpimittaluokittainen jakauma Läpimitta luokka, cm % runko luvusta

2 TAULUKKO 2 Verta ilussa käytetyt tuntikustannukset Erittely Miestyö mk/ käyttötunt i Käyttöaika. kk/vuosi - 5o*) Makeri 33 T + kaato-kasauslaite Makeri 33 T + harvesteri laite Bruunett mini - kuormatraktori Bruunett mini - kuormat raktor i + kourasaha ) mk/ työmaatunti Bruttoansioon lisättiin sosiaalikustannusten sekä muiden palkkasivukustannusten osuutena 53 %. Koneiden käy ttötuntikus tannukset laskettiin käyttäen soveltuvin osin yleisiä kustannusperusteita. Koska Makeri- koneis t a saatua käyttökokemusta on Suomesta ni u kalti, jouduttiin eräitä perustietoja arvioimaan p arhaan saatavissa o levan tiedon pohjalta. Makerin vuo tuisissa käyttöajoissa on otettu h u omioon paksun lumen aiheuttama talvisei sokki ja harvesterimallin osalta myös lyhy t seisokki kesäaika na korjuuvaurioriskin vuoks1. Kaikki kustannukset on laskettu syys kuun 1981 kustannustasossa. Työntekijät, koneet ja menetelmät Miestyöver t ail u hakkuun t eki kokenut Pellos Oy:n vakinainen hakkuumi es, j oka on saanut myös työnopas t ajakoulutuksen. Monitoimikoneita j a kuormatraktoria a joiva t koneenvalmis t ajan palveluksessa o l e vat esittelykul jettajat, j oilla molemmilla o li use a n vuoden ajokokemus. Sen si jaan koke iltuja uusi a työmenetelmiä kuljettajat eivät ollee t y l eensä aiemmin tehneet ja erä iss ä menetelmissä a ineistoon sisältyvät aivan ens immäiset harjoittelurungotk i n. Tutkimuksessa käy tettiin Makeri 33 T - pe r us kone ita sekä harves teri - että kaato-kasauskoneversioina. Metsäkuljetus koneena oli Bruunett mini - kuormatraktori. Kaikki koneet olivat uusia, valmistajan esittelykoneita. Makeri 33 T -mallista aiemmin tehdyn testauksen tulokset ja tekniset tiedo t on julkais tu tutkimusselosteena ( ) ja Bruunett minin pikatestauksen tulokset on julkaistu Metsätehon katsauksena 9/1979. Kusta nnuste n vertailuss a miestyö hinno it e ltiin keskimää r ä isen t yöpäivän pituude n (6. 5 h) ja tutkitun työntekijän keskiansion mukaan. Kuva 1. Makeri 33 T - harvesteri. valok. Metsäteho 2 Kaikki TUTKIMUSTULOKSET JA PÄÄTELMÄT Tavaralajimenetelmät harvesterilla Maker i-harvesteri (menetelmät H 1 ja H 1 S) osoittautui soveltuvan ko rjuuteknisesti hyvin noin 3 m kuitupuun valmistu kseen ensiharvennusolosuhteissa. Puutavaran mittatarkkuus oli täysin v a staava kuin miestyö ssä ja karsintajälki o li h i eman parempi kuin moott orisahakarsinnassa. Koneen to1m1ntaperi aa tteesta johtuva palstalla siirtymisen suuri os uus ajanmenekistä (noin 60 %) vaikuttaa ratkaisevasti tuo ttavuuteen. Tässä suhtees sa tul oksist a käy ilmi uuden k onema llin lisätyn. mo otto ritehon v a ikutus kasva neina siirtymisnope uk s ina, mikä o n muun muassa osaltaan vaikutta nut e rittäin selvä sti aiemmasta konemallista tutkimuksissa todet tua parempaan tuo ttavuuteen. Kokeiden pe rusteel la sii r t ymisen osuutta v o idaan vi el ä p i enen tää k äs ittel emällä pi enempi ä puit a kaksi ker r a ll aan ( s i mul o itu mene t elmä H 1 S). Sekä ka r s i n n an e tt ä kasauksen t yöjälk i s ä i lyy si l l o inkin tyydytt ä vänä. Koska koneen käy ttä jä l le e i a nnettu e rit y i sohjeita, jäi kasan koko kes kimää r in huomattavasti pienemmäksi k u in mies t yöhakk uu ssa. Siitä seurasi metsäkuljetuksessa k u o r ma u s t aakkojen pienuus, hidastunut kuormau s ja sek a v ampi k uorma, joka puolestaan aiheu tti p ie nemmän kuormankoen ja hitaamman purkamisen k u in mies t yön jälke i sessä ku lje tuksessa. Menetelmää kehitettäessä olisi todennäköises t i edullista pyrkiä tekemään harvesterilla koetta s u urempia kasoja. Silloi n hakkuun t uottavuus jonkin verran laskisi, mutta metsäkuljetuksen paranisi selvästi. Kuitup u un valmis t us Makeri- harve st e r illa o s o itt a utui tutkimu solosuh t e i ssa s elv äs ti ki l p a i l ukykyiseksi miestyöhön v erra ttuna, sillä kone t yön yks i kköku s t annukse t o liva t yk s i n puin käsit t elyssä 13 mk ja 1-2 puuta kerralla käs it eltäessä 18 mk edu ll i semmat ku in mies t yön yksikkökustan n ukset.

3 TAU LUKKO 3 Tutkitut korj...-ene tel it. Ajouravili 30m. uraleveys 4 Menetel in Hakkuu Metslku l j e t u s tui'v'ius M1 MIESTYÖ noin 3 :n kuitupuu kasoihin uran varteen ej 0.J Q noin 3 :n kuitupu.m kuljetus Q HARVESTERI H1 no i n 3 :n kuitupuu noin 3 =n kuitupuun kasoihin uran varteen. kuljetus kisittely yksin pu fn HARVESTERI noin 3 a:n kuftu!xaj kasoi hin uran varteen. no i n 3 =n kuhupuun H1s klsi t tely 1-2 puuta kuljetus ke rralla Csf uloitu t ulos> HARVESTERI H2 H3 K1 K1s K2,J tyvi osa n. 3 :n kuitu- puuna. latvaosa n. 6 :n osapuun j a kui tupuun kars i at tomana osapu\1\1. kuljetus kerrokshkasaus e r illeen uran uisena sekakuo,..ana varteen. klsutely 1-2 puuta kerralla ARVESTERI ej KUORI'.ATRAKTORI yviosa n. 6 a :n rankana. latvaosa karsi atto.ana rangan j a osapuun losapuuna. kasaus l aj i t- kuljetus sekakuoraan teleaatta uran varteen. Cei tutkittu) klsittely yks in puin EI l ej KAATQ-KASAUSKOHE kokopuiden kaato-kasau kokopuun kuljetus uran varteen. klsittely 2-4 puuta ( ei aikatutki.usta) kerra KAATQ-KASAUSKOHE + kokopui den kaato-kasau., KOURASAHA uran vart een. katkoota noin 6 :n käsittely 2-4 puuta ( ' os apuuksi ke rra l la osapuun kuljetus Csi-.Jloitu tulos) KAATO-KASAUSKONE kokopuiden kaato-kasaus ja katkonta noin 6 :n osapuuksi kasaihiouran varteen. kisittely 1-3 puuta kerralla ll -- s?s Z::::: e - osap.jun kuljetus TAULUKKO 4 Korjuumenetelmäkokeiden tulokset tutkimusleimikon keskimääräisolosuhteissa. Metsäkuljetusmatka 350 m Erittely Menetelmä H 1 H 1 H 1 s H 2 H 3 K 1 K 2 K 1 s HAKKUU Talteen otettu. m 3 /puu, <:: no i n 3 m:n kuitupuuna karsimattomana osapuuna l , Käsi ttely keskimää r in. puuta/kerta Tuottavuus. puuta/tehotunti HETSÄKU LJ ETUS Kasan koko keskimäärin, 3 II Kuorman koko keskimäärin, metsäkuljetusta ei tutkittu II Suhteel l inen t uottavuus 132 1ocf w> Aja nmenekk i, käyttötuntia/ha - hakkuussa metsäkul jetuksessa > l Kokopuuna 3 > 100 = 6.6 m /käyttötunti Kokopui den katkonta kourasahalla kuorauksen yhteydessä 3

4 Tau lukko 5 Hakkuun ja metsäkuljetuksen yksikkökustannukset tutkimuslei ikossa. No i n Menete lmän tunnus M1 H1s H2!\- d HAKKUU H2 3 m:n mäntykuitupuu mk/m3 H A KKUU HETSÄK E T U S ok/o3 Yht., kl 55 Q Q Karsimaton mk/m_.,.,.etsikulje tusmatka E: n o i n 6 :n osapuu METSÄKULJET US ok/o, Yht., kl K1s K > Talteen s a a t ua kuutiomää r ää koh t i. muk a na s ii s oksat ja latvukset Ku va 3. Ma ker i 33 T - kaat o- kasauskone. Kokopuut voidaa n kat koa ku l jetuskelpoisiksi os apu i ks i myös kaa t o- kasaus koneella ma assa a j oura n varressa Kuva 2. Bruunett mini -kuormat r akt or i. Kuitupuun ja osapuun purkaminen ke r rossekaku ormi sta su j ui nopeasti 4

5 Osapuumenetelmät harvesterilla Menetelmä, jossa puun tyviosasta valmistettiin 1-2 ku i t upuupölkkyä (noin 3m) ja latvus jätettiin ohjepituudeltaan no i n 6 m: n karsi mattomaksi osapuuksi (H 2), onnistui harves terilla teknisesti t yydy ttäväst i. Erity isesti latvusten kasausta voi kuitenkin vielä nopeu ttaa työmenetelmää kehittämällä. Menetelmässä yksinomaan t eol li suuskäyt t öön ja pääasiassa energiakäy ttöön soveltuvat raakaaine- erät saadaan jo hakkuussa er illeen. Kokopuuhaketukseen perustuviin korjuumene tel miin verrattuna tällöin vältytään yksinomaan teollisuuskäyttöön t arkoi t etun raaka-aineen jälkikäsittelyltä, joka es i merkiksi seulontaa käy ttäen on t ode ttu t oistaiseksi vaikeaks i ratkaista taloudellisesti. Tavaralaj ikorjuuseen verrattuna leimikon raaka-ainekertymä oli yli 40 i. suurempi. Tav a r alajina (kuitupuu) korjat tu osuus pie neni kuitenkin vain noin 20 i. eli keskimäärin yksi noin 3 m: n kuitupuupölkky runkoa kohti siirtyi osapuulatvukseen. Hakkuun yksikkökustannuksej korjattua m3 : ä kohti (keskimäärin 28 mk/ m ) ol iva t alle 7S i. Makeriharvesterin tavaralajikorjuun kustannuksis t a j a vain puolet miestyöhakkuun yks ikkökus t annuksist a (SS mk/m3 ). Tau l ukossa S (s. 4) esi t et t y kustannusten jako kuitupuulle ja osapuulle on tehty eri työnva i heiden ajanme nekkiosuuksien ja raaka- a inelajien kertymien avulla. Tulos on t o inen, jos jako t ehdään es i merkiks i hinnoittamalla kuitupuu Makerin tavaralajihakkuun mukaan (H 1 S). Tällöin osapuun hakkuukustannuksiksi jäisi non 17 mk/ m3. Korj uumenetelmässä käytettiin me tsäkuljetuksessa kerroks itta i sina sekakuormina kuljetust a, jossa tavoitteena oli suurentaa kuormankokoa osapu ita ku itupuu lla tiivistäen. Metsäku ljetuksessa ei ilmennyt teknisiä vai keuksia ja myös kuorman purkaminen oli nopeaa ja sujui ongelmitta. Sen sijaan kuorman koko ei nouss ut aiempien kokeiden perusteella arvioidun suuru iseksi, vaan osapuu tvstyi kuormassa suhteellisen vähän. Kun lisäksi käytetty sekakuormamenetelmä edellyttää kuormausajaa kahteen kertaan samalta uralta ja hidastaa siten kuormausta, jäi koko metsäkuljetuksen tuottavuus menetelmässä H 2 verraten alhaiseksi. Menetelmää kehitettäessä saattaisi olla hyödyksi, että harvesterilla tehtäisiin suurempi a kasoja, jolloin osapuun päälle kuormattavan kuitupuun kuormau staakat kasvaisivat ja osapuun tiivistyminen paranisi sekä kuorman koko oletettavasti suurenisi. Toisen kokeillun harvesteri-osapuumenetelmän (H 3) tavoitteena oli puukohtaisen käsittelyajan nopeuttaminen Valmistamalla rungon tyvestä yksi noin 6 m: n mittainen kuitupuuranka ja syöttämällä latvaosa karsintaterät a uki syö ttörullien läpi samaan kasaan. Kokeen perusteella käsittelyaika jäi kuitenk in edellistä menetelmää hitaammaksi, ja koska mene t elmässä talteen saatavan lisäraaka- aineen osuus on hieman pienempi sekä lisäksi raaka- ainelajit hakkuun jäljel t ä lajittelematta, ei menetelmän käytöstä nähty olevan etuja. Tästä syystä myö s metsäkulje tus jätettiin tutkimatta. Osapuumenetelmät kaato-kasauskoneella Kokopuiden kaato- kasaus ajouran varteen Makeri- kaato- kasauskoneella (K 1) on tutkimuksen mukaan teknises ti hyvä hakkuumenetelmä. Tuottavuus kohoaa menetelmässä s uureksi puiden joukkokäsittelyn vuoksi ja yks ikkökustannukse t jäävät alhaisiksi, koska kaikki oksista ja latvuksesta tuleva lisäraaka- aine saadaan talteen. Va ikka kaikki puutavara on hakkuun jälkeen kasa ttuna uran varressa, ei metsäkuljetus kokopuina ole kuitenkaan ensiharvennusolosuhteissa mahdollista. Jo kuormauksessa syntyy käsi t telytilan puutteesta vaikeuksia ja traktorin kuorman suuri peränyl itys vaikeuttaa ajoa sekä vaurioittaa puustoa. Kokeen yhteydess ä e i tässä menetelmässä tehty me tsäkuljetuksen aikatutk imusta mainituista syistä. Varhemman Metsätehossa olleen tutkimusaineiston pohjalta laskettiin tulokset myö s menetelmälle, j o s sa kokopuut katkotaan kuormauksen yhteydessä S - 7 m: n pituisiksi osapuiksi (kertakatkaisu) metsätraktorin kuormaimessa olev alla kourasahall a (K 1 S). Tulos ten mukaan metsäkuljetuksen yksikkökustannukse t muodos tuvat silloin huomattavan suuriksi, mutta edullisen kaato- kasauksen ansio sta koko korj uuva iheen yksikkökustannukset oli sivat tutkituista menetelmistä alhaisimmat. Tuloksia on tältä osin kuitenkin syytä pitää ainoastaan suuntaa antavina. Käytetty aineisto perustui kuormaustaakkojen katkaisuun maassa traktorin vieressä. Menetelmän kehittämiseksi on olennaista selvittää, voidaanko katkaisusahaus tehdä kuormatilan päällä, jolloin taakan toisen puoliskon uudelleen kuormaukselta vältyttäisiin. Myös kaato-kasauskonetta voi käyttää koko puiden katkontaan metsäkuljetukseen soveltuviksi osapuiksi (K 2). Tällöin kone kerää 2-3 puun taakan, siirtää sen avatulle uralle ja laskee maahan. Sen jälkeen kone etenee jättäen tyvet telojen väliin noin runkojen keskikohtaan, katkoo taakan maassa ja nostaa latvat peruuttaen tyvien päälle sekä siirtää osapuut kasaan uran varteen. Katkontaan ku l uu merkittävästi aikaa, joten tuottavuus putoaa noin puoleen kokopuiden kaatokasaukseen verrattuna. Menetelmä on kuitenkin käyttökelpoinen silloin, kun kourasahaa ei ole saatavilla tai siihen investoimista ei katsota taloudelliseksi. On huomattava, että kourasaha nostaa esimerkkitapauksessa s

6 traktorin tuntikustannuksia noin 9 % ja tämä kus tannusrasitus on voimassa silloinkin, kun sahaa ei kuljetuksessa tarvita. Kaikkien tutkittujen kaat o- ka sauskoneeseen perustuvien osapuumenetelmi en etu on koko leimikon lisäraaka-aineen myös t yv i osien oksien - talteen saaminen. Jako teollisuusja energiakäyttöön joudutaan kuitenkin t ekemään korjuun jälkeen ja siitä mahdollisesti aiheutuvat kustannukset eivätnäy vertailuss a. Korjuuvauriot Tutkimusleimikossa, jossa Makeri-kokeet tehtiin, oli hakkuussa vaurioitunut kaikkiaan 1.7% kasvatettavaksi jätetyistä puista. Menetelmittäin ei vaurioita eritelty. Vaurioista 2/3 oli j uuristavauri oita ja loput tyvissä alle metrin korkeu della olevia runkovaurioita. Aiemmissa tutkimuksissa Makerille on mitattu samanlaisia vauriomääriä yleensä, era1ssä tutkimuksissa kuitenkin huomattavasti suurempiakin vaurioprosen tteja. Silloin on poikkeuksetta tutkittu edel t ä käs in leimattuja metsiköitä, joissa kuljettaja joutuu poistamaan konetyön kannalta hankalasti sijaitsevia puita. Kuljettajan suorittama puunvalinta onkin paitsi taloudellista ja riittävän hyvään työjälkeen johtavaa myös korjuuvaurioiden välttämiseksi erittäin tärkeä tä. Makerin jälkeen tehty metsäku ljetus ei aiheuttanut lisää korjuuvaurioita, lukuun ottamatta suppeaa kokeilua katkomattomien kokopuiden kuljetuksesta. Siinä kuorman peränyl itys kaatoi ajouran mutkissa pystypuita nn runsaasti, että se vastaa arviolta %:a kasvatettavasta puustosta hehtaarilla. Metsäteho Review YLEISPÄÄTELMÄT Korjuumenetelmäkokeiden perusteella Makerimonitoimikoneet ovat huomion arvoisia vaihtoehtoja ensiharvennusten korjuussa sekä tavaralajimenetelmässä että osapuumenetelmi.ssä, joissa tarkoituksena on yhdistää energiakäyttöön soveltuvan lisäraaka-aineen korjuu teollisuuspuun korjuuseen. Peruskoneen nykyisellä mallilla aiemmin kriittisiksi osoittautuneet siirtymiset ovat nopeutuneet ja lisäksi maastokelpoisuus on parantunut. Harvesterilla voidaan käsitellä myös kahta puuta kerrallaan ja kaato- kasauskoneella ensiharvennuksissa jopa 4-5 puun taakkoja. Molempien t oiminnot mahdollistavat useita erilaisia vaihtoehtoja kasauksessa, lajitteluss a ja osin myös katkonnassa. Kun tutkittuja menetelmiä vastaisuudessa ke hitetään, tärkeintä on metsäkuljetuksen tuott avuuden parantaminen. Myös palstallekasaushakkuumenetelmät yhdistettyinä metsäkuljetukseen pitkäulotteisella kuormaimellavarus tetulla keskikokoisella kuormatraktorilla ovat tutkimista edellyttäviä kehittämisvaihtoehtoja. Organisatorisesti Makeri - koneiden käy t össä v oi ilmetä ongelmia, vaikkakin kustannuskil pailukyky laskelmien mukaan kestää talvikautena lumen aiheuttaman 2-3 kk : n seisokin. Edul lisimmalta vaihtoehdolta tässä suhteessa v aikut taa peruskoneen varustaminen sekä har vesteri- että kaato-kasaustyölaitteella. Silloin sopivien leimikkotyyppien valikoima laajenee ja seisokit saadaan tietyin edellytyksin lyhyemmiksi. a1n varustetun koneyksikön tuntikustannukset olisivat 9 kk : n vuosikäytön mukaan 170 mk. 4/1982 HARVESTING METHOD EXPERIMENTS WITH MAKERI MJLTIPURPOSE LOGGING MACHINES IN THE FIRST THINNING OF A PINE STAND A complete English version of the work was published in Metsäteho Review 4 A/1982. METSÄTEHO SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSLimO RY:N METSÄTYONTUTKIMUSOSASTO Opasiinsilta 8 B HELSINKI 52 Puhelil (90) 140 0